2012年诺贝尔化学奖G蛋白偶联受体

2019-03-28 20:33:41 来源: 抚顺信息港

两位美国科学家因研究细胞膜表面受体的突出贡献,分享2012年诺贝尔化学奖。

2012年诺贝尔化学奖被授予两位美国科学家:罗伯特•莱夫科维茨(Robert J. Lefkowitz)和布莱恩•科比尔卡(Brian Kobilka),以表彰他们在G蛋白偶联受体(G-protein-coupled receptors,GPCRs)研究上所做的突出贡献。G蛋白偶联受体是环境信息进入细胞内部的门户,并触发细胞内一系列响应。大约半数药物通过G蛋白偶联受体产生效应。

背景解析:细胞表面的灵巧受体

数十亿细胞精密地协调工作,构成了你的身体。每个细胞通过微小的受体感知环境,以适应新情况。罗伯特•莱夫科维茨和布莱恩•科比尔卡对这类受体中的重要一族——G蛋白偶联受体——取得了突破性的研究成果,因此获得2012年诺贝尔化学奖。长期以来,细胞如何感知环境一直是个迷。科学家早已知道,肾上腺素(adrenalin)等激素可以产生显著的效果:提升血压、加速心跳。他们怀疑,在细胞表面有这些激素的某种接收器。但在20世纪的大部分时间里,人们并不清楚这些接收器由什么组成,以及它们如何工作。

1968年,莱夫科维茨开始利用放射性同位素追踪这些受体。他将碘同位素结合到多种激素上,然后通过观测同位素的放射性,他发现了若干种受体,包括一种肾上腺素受体即β-肾上腺素受体(β-adrenergic receptor)。他的研究团队从细胞膜上提取到这种受体并初步阐明其工作机制。

在1980年代,该研究团队取得了下一个重大突破。新加入的科比尔卡开始尝试从庞大的人类基因组中分离出编码β-肾上腺素受体的基因。为此,他采用了一种创造性的方法,并由此获得成功。研究人员在分析β-肾上腺素受体基因的同时,发现这种受体与眼睛中捕获光线的一种受体相似。这使他们意识到存在一大类受体,

2012年诺贝尔化学奖G蛋白偶联受体

它们结构相似并以同样的方式实现功能。

这就是我们今天所知的“G蛋白偶联受体”,对应大约一千个基因。这些受体种类繁多,感受对象涵盖光、味道、气味、肾上腺素、组织胺(histamine)、多巴胺(dopamine)和血清素(serotonin,即5-羟色胺)等。大约半数的药物通过G蛋白偶联受体产生效用。

莱夫科维茨和科比尔卡的研究对于我们认识G蛋白偶联受体的功能有重要贡献。在2011年,科比尔卡取得又一突破。他和他的研究团队成功地捕获到β-肾上腺素受体被一个激素分子激活并向细胞内传递信号的瞬间图像。这幅图像本身就是分子研究的杰作——数十年探索的结晶。

获奖者简介

罗伯特•J•莱夫科维茨:美国公民,1943年出生于纽约。1966年在哥伦比亚大学获医学博士学位。霍华德•休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute)研究员,美国杜克大学医学中心医学教授、生物化学教授。

布莱恩•K•科比尔卡:美国公民,1955年出生于美国利特尔福尔斯。1981年在耶鲁大学医学院获医学博士学位。现为斯坦福大学医学院医学教授、分子及细胞生理学教授。(环球科学 万宇)

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